Нарушения в ходе сперматогенеза

За последнии годы стало очевидным, что многие формы нарушения мужской фертильности обусловлены генетическими факторами. Молекулярно-генетическим методом удалось установить, что причиной мужской стерильности может быть терминальная делеция длинного плеча У- хромосомы. Исследования показали, что в дистальном плече У- хромосомы располагается ген, необходимый для нормального сперматогенеза, так называемый фактор азооспермии - АZF. В У- хромосоме (q 11) выявлены три локуса, делеция которых сопровождается нарушением сперматогенеза разной степени тяжести. Естественно, что нарушения в локусе АZF не единственные. Блок сперматогенеза и стерильность могут быть следствием мутаций в гене CFTR (при этом возникает непроходимость семявыносящих протоков), в гене половой дифференцировки SRY (при этом может возникать даже полная реверсия пола), в гене андрогенного рецептора AR (он вносит наименьший эффект в формировании патологии.

Нарушения в ходе сперматогенеза часто становятся причиной формирования хромосомных и геномных аномалий. Установлено, что примерно 1,5% сперматозоидов, несущих гетероплоидные мутации. Наиболее подвержены нерасхождению хромосомы 1, 9, 16, 21, Х и Y. Частота структурных хромосомных аберраций в зрелых сперматозоидах здоровых мужчин происходит чаще и составляет 6-7%. Это могут быть хромосомные разрывы, хромосомные пробелы, дицетрические и маркерные хромосомы, изохромосомы, транслокации, делеции, дупликации и комплексные хромосомные перестройки. Обращает внимание, что хромосомы с увеличенными гетерохроматиновыми районами (1, 9, 16, Y) чаще других подвержены нерасхождению. Эти результаты подтверждают гипотезу о гетерохроматине как факторе, влияющем на расхождение хромосом.

Таким образом, данные различных методов исследования свидетельствуют о том, что у здоровых мужчин до 10% сперматозоидов несут хромосомную аномалию, причем структурные перестройки встречаются чаще, чем численные.

ОВОГЕНЕЗ.

В отличие от мужских половых клеток родоначальники женских половых клеток – оогонии –претерпевают важнейшие стадии дифференцировки, включая все этапы профазы мейоза, ещё во внутриутробном периоде развития. Достигнув зачатков будущих яичников (половых валиков) примерно к концу 1-го –середине 2-го месяца беременности,гоноциты теряют амебоидную подвижность, вступают в контакт с клетками фолликулярного эпителия и преобразуются в оогонии. В течение последующих 3-4 месяцев оогонии активно делятся митозом.В результате их число возрастает от исходных 1500-2000 клеток до нескольких миллионов. Максимальное число оогоний (до 7 млн) находится в яичниках плодов женского пола на 7-м месяце беременности. Сразу же за периодом размножения следует апоптоз- запрограммированная гибель части оогониев.

Количество женских половых клеток к концу беременности и у новорожденных уменьшается в среднем до 2 млн,к 7 годам –до 300 000, а к началу полового созревания –до 40 000. Реально в течение всей жизни овулирует не более 400-500 ооцитов. Уместно также отметить,что в отличие от млекопитающих, процессы оогенеза у человека протекают асинхронно, а потому и значительно растянуты во времени.

Уже с третьего месяца беременности часть оогониев завершает циклы митотических делений, трансформируется в ооциты и вступает в период роста. Они увеличиваются в размерах, окружаются фолликулярными клетками, вступают в профазу мейоза. Однако в отличие от мужского мейоза,в оогенезе вслед за профазой не наступает метафаза,а мейоз блокируется, и ооциты надолго, вплоть до начала полового созревания, переходят в состояние покоя –диктиотену. Предполагается, что блокада мейоза связана с действием особых факторов, секретируемых соматическими (фолликулярными) клетками гонады. Окруженные одним слоем фолликулярных клеток, ооциты образуют так называемые первичные (примординальные) фолликулы. До полового созревания длится период медленного роста, во время которого прогрессивно увеличивается число слоев фолликулярных клеток, окружающих ооцит на стадии покоя (диктиотены). Ядро ооцита на этой стадии очень крупное, светлое, называется иногда «зародышевым пузырьком». Характерной структурой такого ядра у человека является «ламповые щетки» - петли ДНК, на которых происходит активный синтез РНК-комплексов, откладывающихся в ооплазме до момента оплодотворения. Размеры ооцита по мере увеличения числа фолликулярных клеток также увеличиваются. Рост самого ооцита прекращается только с началом периода быстрого роста его фолликула, что совпадает с периодом полового созревания. В это время внутри фолликула образуется полость (антрум), которая заполняется жидкостью. Ее размеры быстро увеличиваются, а фолликул превращается в Граафов пузырек.

Созревание ооцитов начинается с возобновления мейоза и заканчивается только после оплодотворения, когда завершается 2-е мейотическое деление. С наступлением активного репродуктивного возраста ооциты группами (5-10 шт.) вступают в мейоз, однако в большинстве случаев в каждом цикле овулирует только один, наиболее продвинутый в развитии доминантный фолликул, тогда как ооциты в остальных фолликулах, вступившие в период созревания, прекращают развитие и подвергаются атрезии. В отличии от сперматогенеза в овогенезе из овоцита I порядка образуется одна крупная клетка – овоцит II порядка, содержащий почти всю цитоплазму с питательными веществами, и мелкая клетка – первичный полоцит. Овоцит II порядка овулирует, выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Дальнейшее его созревание возможно лишь после проникновения или в присутствии сперматозоида. Если оплодотворения не произойдет, овоцит II порядка погибает и выводится из организма. В случае оплодотворения овоцит II порядка завершает мейоз II. При этом образуется крупная овотида или яйцеклетка и мелкий вторичный полоцит. Первичный полоцит делится на два вторичных полоцита. Таким образом, из одного овоцита I порядка образуется одна крупная яйцеклетка и три полоцита, которые рассасываются, не принимая участия в овогенезе. Неравномерное распределение цитоплазмы обеспечивает яйцеклетке получение значительного количества цитоплазмы и питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Рост и созревание фолликулов с находящимися в них ооцитами находится под гормональным контролем как со стороны гипофиза (фолликулостимулирующий гормон – ФСГ, лютетропный гормон – ЛГ) и гипоталамуса (проклатин – гонадотропин-релизинг гормон), так и самого яичника (эстрогены, гормоны фолликулярных клеток, прогестерон – гормон желтого тела). При этом период роста ооцитов, особенно период быстрого роста, контролируется преимущественно ФСГ, а период созревания – ЛГ. Примерно за сутки до овуляции, то есть до разрыва Граафова пузырька и выхода ооцита, отмечается пик подъема ЛГ.

Строение яйцеклетки. Зрелые яйцеклетки имеют шарообразную форму. Они неподвижные, значительно превышают по размеру соматические клетки. Содержат все типичные органоиды, много питательных веществ (желтка), большой запас р-РНК, и-РНК, которые будут использоваться в биосинтезе белков на ранних стадиях развития зародыша.

Под клеточной мембраной яйцеклеток находится кортикальный слой толщиной 2,3 мкм, содержащий гранулы полисахаридов и небольшое количество пигмента. Кортикальный слой участвует в перемещении различных веществ яйца, в результате чего вещества концентрируются в определенных участках. Это процессы называются ооплазматическая сегрегация, приводящая к тому, что состав цитоплазмы в разных участках яйца становится различным. Так, гликоген и РНК концентрируется на одном из полюсов, витамин С располагается по экватору.

Яйцеклетки покрыты дополнительными оболочками, кроме цитоплазматической мембраны. Оболочки могут быть первичные, они хорошо выражены у позвоночных. У млекопитающих они называются блестящими оболочками

В зависимости от количества питательных веществ различают олиголецитальные яйцеклетки, содержащие умеренное количество желтка, полилецитальные, содержащие много желтка, алицетальные, не содержащие желтка. Желток может по-разному распределяться в клетке. Для большинства животных в связи с отложением желтка наблюдается полярность яйцеклеток. Противоположные полюса называются вегетативным и анимальным. Алицитальные яйцеклетки развиваются у плацентарных млекопитающих животных и человека.